[發明專利]一種基于鍍膜的脈沖序列調制器

有效

• 申請號: 201410144183.4
• 申請日: 2014-04-11
• 公開（公告）號: CN103928833A
• 公開（公告）日: 2014-07-16
• 發明（設計）人: 姜瀾;余彥武;曹強
• 申請（專利權）人: 北京理工大學
• 主分類號: H01S3/10
• 分類號: H01S3/10
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及一種超快激光脈沖序列調制方法和調制器，屬于超快激光領域。

背景技術

超快激光具有持續時間短、峰值功率高的特點(LanJiang,LisanLi,SumeiWangandHai-LungTsai.Microscopicenergytransportthrough?photon-electron-photoninteractionsduringurtrashortlaserablationofwidebandgap?materials.中國激光.Vol.36,No.4.2009.)，具有很強的激發、調控及探測能力，因而在超快化學(AHZewail-Femtochemistry:Atomic-scaledynamicsofthe?chemicalbond.TheJournalofPhysicalChemistryA,2000.)、超快生物以及超快激光制造等領域都有重要應用，近來在超快激光制造領域，基于電子狀態調控思想實現高精度高質量高效率制造(LJiang,PLiu,XYan,NLeng,CXu,HXiao,Y?Lu.High-throughputrear-surfacedrillingofmicrochannelsinglassbasedonelectron?dynamicscontrolusingfemtosecondpulsetrains.Opticsletters,2012.)，得到國內外學者廣泛認可。

電子狀態調控的一個具體方法是將超快激光脈沖調制為間隔在飛秒到皮秒量級的超快激光脈沖序列。然而，一般的超快激光器本身的脈沖重復頻率都很低，對應的脈沖間隔周期一般都不會短于納秒，如何獲取脈沖間隔為飛秒到皮秒量級的脈沖序列成為一個難題。飛秒到皮秒這么短的時間尺度已經遠遠超過一般電子設備的頻率響應極限，所以很難通過電學方法來實現這么短時間延遲的脈沖序列，必須采用光學方法?，F在商用的脈沖整形器采用空間光調制器對光束截面上的每個像素單元進行不同的相位延遲，從而達到時間和空間整形的目的，具有結構簡單，自動化程度高的優點，但是設備成本高，不能適用大功率，原理不直觀，誤差較大，出光效率低，而且調制過程耗時較長。常用的分光合光法也可以產生簡單的雙脈沖，但是這種方法使用一對垂直反射鏡的平移來控制光程差（也即子脈沖間延時），用于調制雙脈沖序列還可以接受，一旦子脈沖數增多，光路結構將會變得非常復雜，光路對齊和校準也將會變得非常困難。

發明內容

本發明的目的是為了克服商業脈沖整形器系統結構復雜、損傷閾值低、成本高、調制速度慢的缺點和解決常規分光方法存在的光路結構復雜、對齊調整困難的問題，提出了一種基于鍍膜的脈沖序列調制器。

本發明的目的是通過下述技術方案實現的。

一種基于鍍膜的脈沖序列調制器，包括：超快激光脈沖，調制鏡片，前表面，后表面。

連接關系為：

超快激光脈沖垂直入射到調制鏡片的前表面上，透過調制鏡片后到達后表面，調制鏡片的前表面和后表面都鍍有半透半反膜，經過調制鏡片調制后的脈沖序列從后表面輸出。

當需要利用前表面產生的脈沖序列時，在調制鏡片的前表面前增加分光鏡,使從前表面產生的脈沖序列與入射激光分離：超快激光脈沖透過與激光傳播方向成45度放置的分光鏡后，垂直入射到調制鏡片的前表面上，然后穿過調制鏡片到達后表面，經過調制后的脈沖序列從調制鏡片的前表面輸出，遇到分光鏡后與被反射，從而與入射激光分離，沿著與入射激光垂直的方向輸出，調制鏡片的前表面和后表面都鍍有半透半反膜。

所述調制鏡片為特定厚度的兩表面互相平行的透明玻璃鏡片，其厚度由需要的脈沖序列中相鄰子脈沖間的延遲決定，調制鏡片厚度與脈沖延遲的關系為：相鄰兩個子脈沖之間的延遲，等于光通過兩倍于調制鏡片的厚度的光程所需要的時間。公式表示如下：

Δt=2*n*d/c

其中Δt表示調制生成的脈沖序列中相鄰子脈沖之間的延遲，n為調制鏡片材料對入射激光波長的折射率，d為調制鏡片的厚度，c為真空中的光速。

所述半透半反膜，是根據所適用的超快激光波長范圍，和最終需要的脈沖序列中子脈沖能量分配規律確定的反射率，通過電子束蒸鍍等方法在玻璃鏡片基底上鍍的多層介質膜。